Экологическая эффективность локальных источников энергии

Рахнов, Олег Евгеньевич

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Экологическая эффективность локальных источников энергии
ВАК РФ 25.00.36, Геоэкология

Автореферат диссертации по теме "Экологическая эффективность локальных источников энергии"

На правах рукописи

Рахнов Олег Евгеньевич

ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ЛОКАЛЬНЫХ ИСТОЧНИКОВ ЭНЕРГИИ (на примере плоских солнечных коллекторов)

специальности: 25.00.36 - Геоэкология; 05.14.08 — Энергоустановки на основе возобновляемых видов энергии

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

1 о СЕН 2399

Москва-2009

003476249

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Московском государственном строительном университете

Научный руководитель:

Научный консультант: Официальные оппоненты:

Ведущая организация:

Доктор технических наук, профессор, Потапов Александр Дмитриевич

Доктор технических наук, профессор, Волшаник Валерий Валентинович

Доктор технических наук, старший научный сотрудник

Варшавский Валерий Яковлевич Доктор технических наук, профессор, Виссарионов Владимир Иванович ГОУ ВПО «Московская государственная академия коммунального хозяйства и строительства»

Защита состоится 02 октября 2009 г. в 16:00 часов на заседании диссертационного совета Д.212.138.07 в ГОУ ВПО Московском государственном строительном университете по адресу: 129337, г. Москва, Ярославское шоссе, д. 26, зал Ученого совета, тел./факс (495)188-15-87.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО Московского государственного строительного университета.

Автореферат разослан 31 августа 2009 г.

Ученый секретарь диссертационного совета,

Потапов А.Д.

Общая характеристика работы

Актуальность проблемы. Большая часть мировой энергетики (95%) базируется на сжигании органического и «сгорании» атомного топлива. Эти способы получения первичного тепла подвергаются жесткой и справедливой критике в связи с недопустимым их воздействием на окружающую среду. Использование органического и атомного топлива приводит к критическому антропогенному потеплению климата из-за выброса в атмосферу добавочного тепла, количество которого начинает составлять заметную долю от общей солнечной радиации, и загрязнению атмосферы парниковыми газами. Принятый международным сообществом «Киотский протокол» предполагал реальное ограничение развития промышленности передовых в техническом отношении стран, достигших разумных пределов в выбросах в атмосферу парниковых газов. Однако возникший в последний год мировой экономический кризис, если не остановит действие «Киотского протокола», то в значительной мере затормозит его развитие, что чревато дальнейшим усугублением экологической обстановки.

В любом случае, потребности человечества в энергии будут возрастать с каждым годом, и при этом энергетика должна развиваться более быстрыми темпами, чем другие отрасли, поскольку она обеспечивает не только прогресс общественного производства, но и быстро растущую бытовую нагрузку населения, пропорциональную росту его численности и общего уровня жизни.

Ориентированная на преимущественное использование органического топлива, современная энергетика является самым сильным загрязнителем окружающей среды, воздействующим на биотопы, биоценозы и на производящего ее человека как часть биосферы.

потреблением воды, созданием водохранилищ, сбросами загрязняющих и нагретых вод, жидких отходов и др.; изменениями почв и подстилающих грунтов, ландшафтов и их составляющих, потреблением ископаемых топлив, выбросами токсинов и т.д.

Но человечество не может существовать без использования ресурсов планеты, многие из которых, в частности, энергоносители, при нынешнем развитии техники и технологий по ряду прогнозов могут быть исчерпаны в исторически обозримой перспективе. Это, в свою очередь, окажет, без всяких сомнений, прямое негативное влияние на условия существования как будущих поколений, так и на дальнейшее функционирование биосферы как глобальной экосистемы. Исчерпание природных ресурсов имеет общегуманитарный аспект: нынешнее поколение не имеет права оставить будущих обитателей без любого, даже малозначимого составляющего планеты. Ответственность перед будущим - это одна из главнейших общечеловеческих проблем.

Удельная мощность солнечного излучения, падающего на нашу планету, равна 1,37 кВт/м2. С учетом размеров Земли суммарный поток энергии на нее составляет 187,27-1012 т условного топлива в год. По данным Мирового Энергетического Совета, общее потребление первичной энергии (нефть, газ, уголь, ядерная энергия и возобновляющиеся источники, включая гидроэнергию) на рубеже XX и XXI вв. составляло 14970 млн. т.у.т./г. Следовательно, вся вырабатываемая и потребляемая человечеством энергия пока не превышает одной сотой доли процента того количества энергии, которой мы обязаны Солнцу.

Одним из самых актуальных направлений формирующейся во многих странах системы экологической безопасности и безусловного ресурсосбережения является реализация программ по освоению нетрадиционных источников энергии. Солнечное излучение с энергетической и термодинамической точки зрения является высококачественным первичным источником энергии, допускающим принципиальную возможность ее преобразования в другие виды энергии (тепло-,

электроэнергию и др.) с высоким коэффициентом полезного действия, включая обеспечение экологической безопасности нашей планеты и, в том числе, на фоне глобального потепления климата.

Использование солнечной энергии - это:

- экономия органических энергоресурсов, со снижением нагрузки на окружающую среду от вредных выбросов, в том числе группы газов, являющихся причиной парникового эффекта:

- исключение выбросов добавочного тепла в окружающую среду. Таким образом, использование солнечной энергии имеет двойной эффект относительно теплового баланса планеты.

Исследование повышения эффективности устройств, преобразующих солнечную энергию в энергию, удобную для использования человеком, есть задача прежде всего экологическая, а уже потом техническая. Массовое использование солнечной энергии - пока из известных единственный максимально эффективный способ замещения в тепловом балансе планеты части энергии и компенсации негативных воздействий от использования органических и атомного энергоресурсов.

Совершенствование способов преобразования солнечной энергии с увеличением эффективности солнечных коллекторов как локальных источников энергии есть основное направление настоящей диссертации.

Необходимость разработок в области совершенствования технологий преобразования солнечной энергии определяет актуальность тематики настоящего исследования.

Исследования во многих странах мира направлены на научное обоснование, разработку и создание новых технологий и оборудования для экономически эффективного использования солнечной энергии с учетом специфики конкретных потребителей и регионов.

Цель диссертации - повышение экологической эффективности локального теплоснабжения путем повышения эффективности плоского солнечного коллектора при его настенной установке за счет использования отражательной способности конструкций здания.

Для достижения цели в работе решались следующие задачи: -анализ литературных и фондовых источников по оценке основных тенденций развития мировой энергетики с учетом их глобального влияния на общую экологическую обстановку;

-обоснование применения солнечных энергоприемников в системах комплексного теплоснабжения на геоэкологических принципах; -анализ разработанных и используемых в практике конструкций солнечных энергоприемников, их эффективности и перспектив использования в хозяйстве;

-теоретическое обоснование и разработка конструкции экспериментальной установки для исследования повышения тепловой эффективности плоских солнечных коллекторов (ПСК), использующих отражательную способность конструкций здания при его настенной установке, получение экспериментальных данных о поглощаемой тепловой энергии; -обработка и анализ полученных экспериментальных данных о поглощаемой тепловой энергии, разработка рекомендаций по расчету тепловой эффективности плоских солнечных коллекторов при их установке на стене здания;

-оценка геоэкологической, энергетической и экономической эффективности установки солнечных энергоприемников на стенах зданий.

Методика выполнения исследований. Анализ литературы и фондовых источников, обобщение результатов отечественных и зарубежных исследований в области освоения различных способов преобразования и использования солнечной энергии в антропогенных экосистемах в рамках общих геоэкологических проблем, таких, как стабилизация биотопов и снижение негативного воздействия на них традиционных энергоустановок. Экспериментальное исследование повышения эффективности плоского солнечного коллектора за счет отражательной способности конструкций здания при его настенной установке на разработанном лабораторном стенде.

Исследования проводились с помощью приборов, отвечающих действующим нормативным документам и стандартам РФ. Всего было

проведено 36 натурных экспериментов, с последующим анализом результатов.

Научная новизна работы.

- экспериментально подтверждено выдвинутое в работе предположение о повышении тепловой и геоэкологической эффективности ПСК при установке их на стене здания за счет отражательной способности конструкций самого здания;

- теоретически обоснована и экспериментально подтверждена новая переменная, учитывающая поток отраженной энергии, поступающей на солнцеприемник от конструкции стены здания, на котором он установлен;

- разработаны рекомендации по повышению тепловой эффективности ПСК устанавливаемых на стенах зданий, за счет оптимизации угла наклона лучевоспринимающей поверхности к горизонту.

Практическая значимость диссертации.

В результате работы уточнены и дополнены существующие методики расчета потока солнечной энергии на наклонную поверхность, что позволяет при проектировании локальных систем теплоснабжения с ПСК учитывать возможность увеличения тепловой эффективности системы за счет установки лучевоспринимающих панелей на стене здания. Результаты исследований обобщены как инженерные рекомендации по установке коллекторов на стене здания с учетом оптимального угла наклона к горизонту для наибольшей эффективности использования прямой и отраженной энергии. Основные положения, выносимые на защиту:

1. Экологическая и тепловая эффективность ПСК повышается при установке их на стене здания за счет отражательной способности конструкций самого здания.

2. Необходимость введения переменной, учитывающей поток отраженной энергии, поступающей на солнцеприемник от вертикальной конструкции, на которой он установлен.

3. Уточнение расчетов производительности солнечного преобразователя энергии путем учета дополнительного количества энергии.

Достоверность полученных результатов определяется применением современных методик измерения характеристик солнечных преобразователей и методов обработки результатов измерений; использованием в экспериментах «тестированных» методов и приборов; соответствием полученных характеристик с результатами исследований других авторов; близостью расчетных и опытных данных.

Апробация работы.

Основные положения, содержащиеся в диссертации, были доложены на VI региональной конференции «Вузовская наука - Северо-Кавказскому региону» (г. Ставрополь, 2003 г.), на XXXIII научно-технической конференции по результатам работы профессорско-преподавательского состава, аспирантов и студентов СевКавГТУ за 2003год (Ставрополь 2004 г.), на VI региональной научно-практической конференции «Вузовская наука: из настоящего в будущее» (Кисловодск 2005 г.), «ГУ-е Денисовские чтения» (Москва, 2008г), опубликованы в научно-техническом журнале «Вестник МГСУ» (2007, 2008 гг.)

По теме диссертации всего опубликовано 6 печатных работ, в том числе 2 в реферируемом журнале по списку ВАК.

Объем и структура работы.

Диссертация состоит из введения, четырех глав, общих выводов, заключения, библиографии, изложена на 196 страницах машинописного текста, включая 37 рисунков, 37 таблиц, список литературы из 129 наименований, в том числе 19 иностранных источников.

Работа выполнялась в Московском государственном строительном университете на кафедре «Инженерной геологии и геоэкологии».

Автор глубоко благодарен научному руководителю - заведующему кафедрой «Инженерной геологии и геоэкологии» МГСУ профессору, д.т.н. академику РАЕН Потапову Александру Дмитриевичу; научному консультанту - профессору кафедры «Использования водной энергии» МГСУ д.т.н. академику РАЕН Волшанику Валерию Валентиновичу и коллегам за постоянную помощь и поддержку в работе.

Введение содержит разработанные аргументы, подтверждающие актуальность темы диссертации, обоснование постановки цели и задач исследования, определяет научную новизну и практическую значимость диссертационной работы.

В главе 1 изложены результаты аналитического обзора различных литературных и фондовых источников по экологическим проблемам развития современной энергетики. Выполненный анализ показал, что основной поток загрязнений в производстве исходит от потребителей и производителей энергии, связанных с использованием органического топлива.

В современном мире энергетика является основой развития базовых отраслей промышленности, определяющих прогресс общественного производства. Во всех промышленно развитых странах темпы развития энергетики опережают темпы развития других отраслей деятельности. И при всем этом современная энергетика - одно из мощнейших техногенных воздействий на окружающую среду и на человека как часть биосферы.

На локальном уровне выбросы при сжигании топлива (фотохимические смоги) наносят серьезный ущерб здоровью людей, на глобальном - сжигание органического топлива - это вовлечение в энергетический оборот источников, не оказывающих в естественном состоянии влияния на энергетический (тепловой) баланс планеты. Кроме этого, важнейшую роль в тепловом балансе играют парниковые газы, молекулы которых способны пропускать коротковолновые и поглощать длинноволновые лучи. Все это - проблема теплового загрязнения Земли.

Прогнозы повышения среднеглобальной температуры к концу наступившего столетия приводят к значениям в 4-6°С по сравнению с доиндустриальной эпохой (до 1850 г.), что существенно выше наблюдавшихся в течение всего четвертичного периода геологической истории (последние 2 млн. лет). Беспрецедентный рост температуры в течение столь короткого времени вызывает обоснованную тревогу за устойчивость климатической системы в целом и состояние, находящихся от нее в полной зависимости, гидросферы, биосферы и системы мирового

хозяйства. Мировое сообщество понимает необходимость защиты климата, т.е. предотвращения нагревания земной атмосферы и, как следствие, необходимость тотального сокращения выбросов диоксида углерода, а это может быть реально достигнуто лишь за счет уменьшения потребления ископаемого топлива.

Вопросами тепловой устойчивости Земли посвящено множество различных работ, и к настоящему времени установлено, что любой из факторов, который воздействует на нее, может при соответствующих условиях привести к сдвигу теплового равновесия земной системы, и, как правило, в негативную для биосферы сторону.

Энергия, заключенная в ископаемых топливах (дрова, уголь, нефть, газ) - это энергия солнца, ранее накопленная природой. В естественно-искусственном цикле традиционной энергетики «растительный фотосинтез -органическое топливо (дерево, уголь) - паровая турбина - электрогенератор» КПД составляет всего 0,001 %! А это прямое следствие многостадийного непрямого преобразования. Длительность цикла: десятки лет - по древесине, миллионы - по углю.

Рассмотрена и проблема дефицита ископаемых энергоресурсов. При существующем уровне потребления энергии в мире современная обеспеченность традиционной нефтью оценивается в 35-65 лет, газом в 44-70 лет и углем в 320-400 лет, а, с учетом реальной динамики экономического роста, исчерпаемость ископаемых топлив неизбежно будет нарастать в геометрической прогрессии. По данным разных источников, все геологические (а не только разведанные) запасы органического топлива на Земле будут исчерпаны к концу XXI века. Значит, необходим поиск путей перехода к новым источникам энергии, способным на длительный период обеспечить растущие потребности человечества, - к источникам более высокого экологического качества. Это возобновляющиеся источники энергии (гидроэнергия, энергия солнца, ветра и биомассы). Они в своем естественном состоянии принимают участие в формировании энергетического (теплового) баланса планеты, а, значит, их использование не приведет к

изменению баланса, что позволит поднять уровень потребления энергии до любого разумного, требуемого соответствующим этапом развития индустриального общества, значения.

Использование солнечной энергии, как отмечено выше, производит двойной экологический эффект: сокращение количества выбросов от традиционных источников энергии, которые являются парниковыми газами; изъятие части тепла из теплового баланса земли, которая была воспринята лучеприемником.

В главе 2 изложены результаты анализа технологий преобразования энергии солнечного излучения.

Прямое использование солнечной энергии - самое безопасное с экологических позиций. С экономической точки зрения солнечная энергетика (СЭ) существенно опережает другие альтернативные источники. Энергию приливов можно получать только на побережье больших водоемов. Энергию ветра можно добывать повсеместно, но при этом большие площади выводятся из землепользования.

Солнечная энергия может быть преобразована в тепловую, механическую и электрическую энергию, использована в химических и биологических процессах: системах отопления и охлаждения зданий, для получения горячей воды, опреснения морской или минерализованной воды, для сушки материалов и сельскохозяйственных продуктов и т.п.

В настоящее время наибольшее практическое применение получили системы термодинамического преобразования солнечной энергии в электрическую энергию, фотоэлектрические преобразователи и солнечные водонагревательные системы.

Наиболее просты в конструктивном отношении солнечные водонагревательные системы, имеющие среднегодовой КПД 30-50 %. Повышение эффективности гелиосистем отопления и охлаждения зданий связано с применением более совершенного гелиотехнического оборудования в сочетании с оптимальными архитектурно-техническими решениями, направленными на сокращение тепловых потерь и соответствующее снижение

потребности в энергии, а также на использование конструкций самого здания для улавливания солнечной энергии.

Основная проблема в использовании солнечной энергии для отопления индивидуальных домов в нашей стране - отсутствие массового производства солнечных коллекторов (КСЭ), аккумуляторов солнечной энергии и другого оборудования.

Наибольшее влияние на эффективность плоского КСЭ оказывают:

1. Метеорологические параметры - интенсивность солнечной энергии I [Вт/м2], измеряемая на горизонтальной поверхности, и температура наружного воздуха 1в [°С].

2. Конструктивные характеристики КСЭ и свойства лучепоглощающей поверхности абсорбера - материал и толщина листа, толщина и коэффициент теплопроводности тепловой изоляции, шаг труб, число слоев остекления и его пропускная способность.

3. Рабочие параметры КСЭ - расход теплоносителя и его температура на входе в КСЭ.

Повышение тепловой эффективности КСЭ может быть достигнуто путём применения: селективно - поглощающего покрытия абсорбера; вакуумирования пространства внутри коллектора; нескольких слоев прозрачной изоляции; сотовой ячеистой структуры в пространстве между абсорбером и остеклением; антиотражательных покрытий на остеклении; концентраторов солнечного излучения. Применение этих мер снижает тепловые потери КСЭ и повышает его КПД.

В главе 3 изложены результаты анализа методик расчета поступающей солнечной энергии. На его базе принят простой для практического применения алгоритм расчета.

На поверхности Земли солнечное излучение включает следующие компоненты:

сг прямое солнечное излучение с интенсивностью 1ы, Вт/м2, которая меньше внеатмосферной и с измененным спектральным составом, в основном за счет обеднения коротковолновой части спектра, что

вызвано поглощением излучения при прохождении через атмосферу 1нь Вт/м2;

сг рассеянное диффузное солнечное излучение с интенсивностью 1а,, Вт/м2, которое определяется рассеянием излучения в атмосфере и проявляется в изменении яркости неба или облаков 1ш, Вт/м2; с? отраженное от земной поверхности излучение с интенсивностью 1нз, Вт/м2, которое определяется коэффициентом отражения (альбедо) р.

Плотность потока солнечной энергии, поступающей на наклонную относительно земной поверхности, произвольно ориентированную плоскость солнечного коллектора, вычисляется по формуле, опубликованной в работе «Расчет систем солнечного теплоснабжения» У. Бекман, С.Клейн, Дж.Даффи:

к =/,„ +1,п =Iа •«ку+1, ^л1—1, (о

где: Р - угол наклона поверхности коллектора к горизонту (при Р ~ О ~ горизонтальное расположение), град.;

р - коэффициент отражения (альбедо) земной поверхности и окружающих КСЭ тел. Значение р изменяется от 0,2 летом до 0,7 ,усл.ед., -зимой, в зависимости от относительной площади снежного покрова;

У, - средний за час угол падения солнечных лучей на наклонную поверхность КСЭ, то есть угол между направлением солнечного луча и перпендикуляра к плоскости коллектора, град.;

- средняя за час интенсивность прямого солнечного излучения в плоскости коллектора по направлению солнечного луча, Вт/м2.

Для расчета воспринятой энергии была разработана методика расчета, подходящая для конструкции используемой лабораторной установки.

Энергия, воспринятая солнечным коллектором за ¡-й час, в контуре , с учетом того, что в схеме отсутствует бак-аккумулятор, отвод тепла идет неравномерно и температуры в обратной и подающей трубе в течении дня постоянно меняются, распределена на две части:

кот ^ иак1 '

кДж, (2)

где Н„ш - полезное тепло, отданное в отапливаемое помещение поверхностью конвектора и трубами контура лабораторной установки за ¡-й час, КДж:

Нкот=ёк1<Ч,-Ч,), КДЖ, (3)

где gк¡ - количество воды, прошедшее за ¡-й час через контур, кг. Так как счетчик воды ведет учет расхода воды в м3, использована формула перевода:

8в = 8к,-Р,, кг, (4)

где: ёа - измеряемая величина, л;

А - плотность воды при средней температуре в контуре в течение ¡-го часа, кг/м3, вычисляемой по формуле:

°С, (5)

где: (ц и ¡2, - измеряемые величины, средняя температура в подающем и обратном трубопроводе в течении ¡-го часа соответственно, °С;

и /2) - средняя энтальпия воды в подающем и обратном трубопроводе в течении ¡-го часа соответственно, кДж/кг;

Н„ак1 - теплота, накопленная в контуре за счет увеличения средней температуры в течении ¡-го часа, кДж:

Ннак< = т„ к ' С ' к ,41 ~ *ср.*.,) , КДЖ, (6)

где тв.к. ~ масса воды в контуре, принятая по его внутреннему объему; С - средняя теплоемкость теплоносителя в коллекторе: С = 4,17 кДж/ кг°С. Воспринятый удельный тепловой поток определяется теоретически как:

Й = КДж/м2, (7)

где Рк - площадь поверхности солнечного коллектора, м2.

Плотность воспринятого излучения, приходящаяся на 1 м2 поверхности солнечного коллектора, определяется как:

-14-

/№=--1000, Вт/м2, (8)

где г — промежуток времени, с, в начале и в конце которого зафиксированы значения расхода. Преимущественно г = 3600 с, кроме моментов начала работы установки утром и конца ее работы вечером.

Определяем отношение суммы воспринятой коллектором энергии к сумме энергии, теоретически поступившей на плоскость коллектора, то есть среднее теоретическое тепловое КПД коллектора во время проведения опыта:

Т.' -з.6

^ =.=!_£»--юо . (9)

В главе 4 рассмотрены результаты экспериментов по разработанной методике.

Целью первого этапа исследования теплосъема пассивным солнечным коллектором в системе комплексного теплоснабжения зданий, проведенного в г. Ставрополе, было определение оптимального угла наклона коллектора к горизонту, а также выяснение факторов, влияющих на тепловоспринимающую способность коллектора, и границы влияния разных факторов. В результате была получена зависимость КПД солнечного коллектора от угла его наклона, показывающая, что при уменьшении угла наклона коллектора к горизонту его эффективность увеличивается (рис.1). КПД определялось по выражению (9), в котором используется значение реально полученной тепловой энергии и теоретически вычисленной приходящей энергии солнечного излучения.

Эффективность одного и того же солнечного коллектора - значение постоянное и зависит только от конструктивных особенностей. В эксперименте использован один и тот же коллектор; в значениях измеренного количества снимаемой энергии сомнений не было, так как оно было определено по показаниям стандартных поверенных приборов.

Для объяснения увеличения КПД коллектора с уменьшением угла его

наклона к горизонту была выдвинута гипотеза: на плоскость коллектора

поступает некоторое количество неучтенной существующей методикой

-15-

расчета энергии, причем доля этой энергии увеличивается с уменьшением угла наклона. Наиболее вероятной значительно влияющей на эффективность коллектора составляющей частью солнечной энергии является отраженная энергия от стены, на которой был установлен коллектор (рис. 2).

Для подтверждения этой гипотезы сформулированы задачи эксперимента:

- определить значение повышения тепловой эффективности ПСК за счет отраженной энергии от стены здания;

- математически описать количество отраженной энергии в зависимости от условий установки ПСК.

Основные

эксперименты проведены в период с 21.09 до 10.10 2006 г. в Москве (55°45" с.ш.). В период с 18.12 до 29.12 2006 г. и с 17.04 до 28.04 2007г. проведён ряд дополнительных экспериментов для

подтверждения полученных результатов.

Результатами явились графики изменения

температур по подающей и обратной линии теплового контура, снимаемые ежедневно в течение всего дня; оценка наблюдаемой средней облачности; также в расчетах использованы данные по метеоусловиям в это время.

Рис. 1. Зависимость эффективности коллектора от его угла наклона

Счетчик Воды . Термопара /

Конвектор

Рис. 2. Экспериментальная установка. Вид сверху.

Переменной при проведении опытов, кроме угла склонения солнца, погодных и других, не зависящих друг от друга условий, являлся угол наклона коллектора к горизонту. Именно угол наклона в эксперименте менялся, т.е. определенный период времени в течение месяца коллектор находился под фиксированным углом к горизонту, производились замеры и снятие данных с приборов, затем угол наклона менялся и т.д. В течение всего исследования угол наклона менялся четыре раза.

Область исследования

_Таблица 1

Период Угол наклона КСЭ

60° 45° 30° 15°

Осень 2006 21.09-25.09 26.09-30.09 1.10-5.10 6.10-10.10

Зима 2006 27.12-29.12 24.12-26.12 21.12-23.12 18.12-20.12

Весна 2007 26.04-28.04 23.04-25.04 20.04-22.04 17.04-19.04

Все данные, полученные экспериментально, и значения величин для каждого дня обрабатывались и сводились для расчетов в табличные формы.

Объемы выполненных экспериментов _Таблица 2

Общее время работы лабораторной установки 440 ч

Количество воды, прошедшей через счетчик 13200 л

Количество поступившего тепла 1139499 кДж

Количество полученного тепла 509087 кДж

Максимальная температура воды 66,0 °С

Мощность установки 220 Вт

Средний КПД коллектора 45,0 %

Расчет показателей работы экспериментальной солнечной установки по результатам измерений

Расчет проведен по поступающей и воспринимаемой энергии для каждого дня с расчетом средних значений для каждого часа. При этом мгновенные средние значения вычислены для середины каждого часа (8:30; 9:30 и т.д.), а значения количества энергии определялись за текущий час, то есть если мгновенное значение определено для 8:30, то значение энергии будет равно энергии, поступившей, начиная с 8:00 и заканчивая 9:00. В таблицах 3-6 представлен частный случай расчетов для 25-го сентября и угле наклона ПСК к горизонту 60° (см. рис. 3).

Расчет энергии, поступившей на наклонную поверхность КСЭ, 25 сентября,

угол наклона коллектора к горизонту 60°. Общие данные для всего дня __Таблица.

сое БШ

Широта местоположения ср,град. 55,75 0,563 0,82'

Коэффициент ясности атмосферы Кт 0,8

Коэффициент отражения от земли pJ от стены рст 0,2/0,7

Угол наклона коллектора град. 60 0,500 0,86(

Азимут поверхности КСЭ а к, град. 0 1,000 0,001

Расчет поступающей энергии

_Таблица

Исходные, вычисленные величины 9:30 10:30 11:30 12:30 13:30 14:30 15:30 16:3(

1 3 4 5 6 7 8 9 10

Излучение на горизонтальную поверхность 1 Вт/м2 577,0 698,3 774,6 800,6 774,6 698,3 577,0 418,5

Рассеянное излучение Вт/м' 86,8 105,0 116,5 120,4 116,5 105,0 86,8 63,0

Прямое излучение /¿, Вт/м2 490,2 593,3 658,1 680,2 658,1 593,3 490,2 355,«

Плотность излучения (без учета отраженной от стены) на 1 м' поверхности ПСК /г, Вт/м2 710,5 871,1 972,1 1007 972,1 871,1 710,5 501,1

Плотность излучения, отраженного от стены здания на 1 м2 поверхности ПСК 1от, Вт/м" 27,1 32,8 36,4 37,6 36,4 32,8 27,1 19,7

Плотность полного излучения на 1м2 поверхности ПСК /•/■, Вт/м2 737,6 903,9 1009 1044 1009 903,9 737,6 520,'

Расчет энергии, воспринятой поверхностью солнечного коллектора 25 сентября,

угол наклона коллектора к горизонту 60°. Общие данные для всего дня _Таблица

Средняя наружная температура 1„, °С 16,1

Осадки Дымка

Направление, скорость ветра, м/с Зап-1

Масса воды в коллекторе тв кс, кг 1,46

Масса воды в контуре шв к, кг 8,0

Площадь поверхности КСЭ Бк, м2 2,3

Расчет воспринятой энергии

_Таблица

Исходные, измеренные, вычисленные величины 9:30 10:30 11:30 12:30 13:30 14:30 15:30 16:30

1 2 3 4 5 6 7 8 9

Температура после ПСК ^ °С 36 47 57 63 61 54 43 33

Температура до ПСК 12, °С 19 21 24 26 25 23 20 19

Разница температур А1, °С 17 26 33 37 36 31 23 14

Тепло, воспринятое Нобщ, кДж 2339 3457 4239 4547 4315 3614 2672 1471

Плотность воспринятого излучения 1вс, Вт/м2 282 417,5 512 549,2 521,1 436,5 322,7 177'

Средний тепловой КПД для этого дня без учета отраженной энергии от стены здания равен:

12403,2

•100 = 46,7%

ПСК

26543,5

То же, с учетом отраженной энергии от стены здания:

12403,2

1 = ~

100 = 45,0%

Насос

27553,8

Отраженная энергия от стены здания дала прибавку к КПД коллектора в 1,7% при угле наклона к горизонту 60°.

Частный случай распределения плотности поступившей и снятой энергии по часам 25 сентября показан на рис. 4. Из

Рис. 3. Положение плоскости ПСК при угле него видно распределение восприятия

наклона к горизонту 60° солнечной энергии в течение дня.

Для анализа полученных и рассчитанных экспериментальных данных они были сведены в общую сравнительную таблицу (см. табл. 8), составленную на основании выполненных расчетов.

га

Время, ч

- Плотность излучения (без учета отраженной от стены) на 1 м2 наклонной поверхности КСЭ

- Плотность воспринятого излучения, приходящегося на 1 м2 поверхности КСЭ

••• Плотность полного излучения на 1 м2 наклонной поверхности КСЭ

- - Средняя плотность воспринятого излучения, с учетом неточности измерений, связанных с влиянием неучтенных факторов, приходящегося на 1 м2

--------------- 11 ШШгЩШ 45

•¿2 Ь *

О 10 20

Температура наружного воздуха, С

Рис. 4. Поступление и теплосъем поступающей энергии 25 сентября, угол наклона коллектора к горизонту 60°

Рис. 5. Зависимость КПД коллектора от наружной температуры воздуха

На рис. 5 показана зависимость КПД коллектора от средней наружной температуры воздуха. Видно, что в пределах изменения температуры от минус 8 до 16,5°С КПД коллектора падает при низких (от 0°С) температурах, что свидетельствует о тепловых потерях через теплоизоляционную конструкцию коллектора, кроме того во время проведения экспериментов в зимний период на лучевоспринимающую поверхность коллектора периодически попадали осадки в виде снега.

Далее была оценена эффективность коллектора от его угла наклона.

Линия на рис. 6 «Эффективность коллектора без учета отраженной энергии, %» фактически характеризует не КПД коллектора, а

эффективность системы

«коллектор - стена здания». Эффективность коллектора

значительно растет при уменьшении угла наклона, поскольку коэффициент альбедо стены здания заведомо выше, чем это же значение для поверхности земли. Напомним, что в гл. 3 рассматривались составляющие поступившей на наклонную поверхность энергии солнечного излучения: прямое излучение; рассеянное излучение; излучение, отраженное от земной поверхности. В нашем случае к этим трем составляющим добавляется четвертая: излучение, отраженное от поверхности здания 1Н4, Вт/м2.

Формула (1) для вычисления полного солнечного излучения теперь примет вид:

где: ¡т =рш-{[ы +/д)- - составляющая, характеризующая значение

отраженной энергии от стены здания, Вт/м2;

-20-

Эффективность коллектора без учета отраженной энергии, %

Эффективность коллектора с учетом отражнной энергии, %

60" 45° 30° 15° Угол наклона коллектора

Рис. 6. Зависимость эффективности коллектора от его угла наклона

Рз - коэффициент альбедо земли; рст - коэффициент альбедо стены;

Сводная таблица результатов расчетов

Таблица 8

Дата Кол-во поступив шей энергии (без учета отраженной), кДж/м" Кол-во полной поступив шей энергии, кДж/м2 Кол-во восприн ятой энергии, кДж/м2 Влияющие >акторы КПД средни й без учета отраже иной энерги и,% кпд ср. полный, % Выигры ш КПД за счет учета отражен ной энергии ,%

Коэф. яснос ти атмос феры Ср. темп- ра наруж ного возду ха, °С Ско рос ть вет ра, м/с Нап равл ение ветр а

1 2 3 4 6 7 8 9 13 14 15

Угол наклона коллектора к горизонту 60°

21.09.06г. 24389,34 25538,04 11487,64 0,9 13 1 Зап 46,8 45,0 1,8

22.09.06г. 31058,76 32204,67 14483,76 0,9 12,5 1 Зап

23.09.06г. 16242,03 16940,28 7684,393 0,55 14,8 1 Зап

24.09.06г. 31101,82 32241,78 14499,4 0,9 14,8 1 Зап

25.09.06г. 26543,63 27553,64 12403,37 0,8 1 16,1 1 Зап

Угол наклона коллектора к горизонту 45°

26.09.06г. 19116,36 20766,24 9354,24 0,6 10,9 1 Сев 48,8 45,0 3,8

27.09.06г. 23255,64 25175,88 11319,48 0,7 9,3 1 Сев

28.09.06г. 25412,4 27463,32 12362,76 0,75 13,3 1 Ю

29.09.06г. 27633,24 29815,2 13413,56 0,8 12,7 1 Ю

30.09.06г. 11483,64 12571,92 5666,904 0,4 12,8 1 Сев

Угол наклона коллектора к горизонту 30°

1.10.06г. 8352,72 9740,16 4420,861 0,3 11,2 1 Сев 52,5 45,1 7,4

2.10.06г. 8334,72 9718,56 4366,839 0,3 9,8 1 Ю

3.10.06г. 11628 13469,76 6096,512 0,4 12,6 1 Ю

4.10.06г. 11607,48 13442,4 6042,414 0,4 12,6 2 Ю

5.10.06г. 8282,52 9653,76 4357,362 0,3 13,6 2 Ю

Угол наклона коллектора к горизонту 15°

6.10.06г. 11234,66 13938,54 6301,839 0,4 11,1 2 Ю 55,4 45,0 10,4

7.10.06г. 14366,33 17736,7 7986,455 0,5 10,3 1 Ю

8.10.06г. 11181,63 13869,9 6257,857 0,4 11 0

9.10.06г. 5254,411 6594,447 2941,915 0,2 11 0

10.10.06г. 6642,361 7769,688 3482,931 0,25 9,8 1 Вое

Рис. 6 наглядно показывает, сколько энергии потерялось бы при

установке коллектора с этими же характеристиками на крыше здания. При этом для замкнутого контура теплоносителя потребовался бы расход энергии на циркуляционный насос. Линия на рис. 6 «Эффективность коллектора с

учетом отраженной энергии, %» показывает реальное значение тепловой эффективности этого коллектора.

Как видно из табл. 8 и рис. 6, при угле наклона коллектора в 15° выигрыш КПД составляет 10,4%, а это очень существенно при собственном КПД коллектора в 45%.

Стоимость солнечной энергии в зависимости от широты положения отображает график на рис. 6. Стоимость рассчитана при всех равных условиях: угол наклона коллектора - 30°; коэффициент ориентация

Рис. 7. Зависимость стоимости тепловой плоскости коллектора - южная;

0,600 -0,550 I, 0,500 0,450 0,400 0,350

-Стоимость энергии от ПСК. установленного на пене, рубДкВтч) - Стоимость энергии от ПСК, установленного произвольно, рубДкВтч)

30 35 40 45 50 55 60

энергии от ПСК

Рис. 8. Экономический эффект от

коэффициент отражения стены -0,7; средний коэффициент ясности атмосферы - 0,65. При учете всех местных условий возможно снижение стоимости. Эффект от установки коллектора на стене очевиден, к примеру в Московской области (55° с.ш.), даст экономический эффект 650 руб./м2

установки коллектора на стене, руб./м (см. рис. 8.).

Основные выводы:

1 .Подтверждено, что при использовании солнечной энергии, как самой экологически безопасной и универсальной, легко преобразуемой в другие виды энергии, повышение эффективности гелиосистем отопления и охлаждения зданий связано с необходимостью совершенствования гелиотехнического оборудования в сочетании с оптимальными архитектурно-техническими решениями, направленными на сокращение тепловых потерь и на соответствующее снижение потребности в энергии, а также на

использование конструкций самого здания для улавливания солнечной энергии. Использование экологичных возобновляющихся первичных источников не приводит к выбросу в атмосферу дополнительного тепла.

2.На основании анализа существующих методик расчета поступающей солнечной энергии в диссертационной работе разработан алгоритм расчета, отличающийся простотой, который можно рекомендовать для практических расчетов. Эффективность разработанного алгоритма подтверждена экспериментально.

3.Выявлены зависимости тепловой эффективности коллектора от различных факторов, как зависимых, так и независимых от человека. В частности, зависимым является угол наклона коллектора к горизонту и отражательные способности стены, а независимыми - наружная температура воздуха, коэффициент ясности атмосферы и скорости ветра.

4.Предложено уравнение для вычисления оптимального угла наклона поверхности, ориентированной на юг в любой точке северного полушария, в любой день года. Математически определен и подтвержден экспериментально оптимальный угол наклона коллектора к горизонту для условий исследования.

5.Обоснована экологическая и экономическая эффективность солнечных коллекторов как локальных источников энергии; оценена степень влияния конструкций здания на количество поступающей на наклонную поверхность солнечной энергии; разработаны рекомендации по интеграции плоских солнечных коллекторов в системы комплексного теплоснабжения зданий с учетом полученных экспериментальных зависимостей.

По теме диссертации опубликованы следующие работы:

1.Рахнов O.E., Воронин А.И. «Инженерные аспекты децентрализованного теплоснабжения на основе солнечной энергии». Материалы VI региональной конференции «Вузовская наука - СевероКавказскому региону». Том второй. Общественные науки. Ставрополь: СевКавГТУ, 2003, с. 175.

2.Рахнов O.E., Воронин А.И. «Анализ эффективности использования солнечной энергии в Ставропольском крае». Материалы XXXIII научно-

технической конференции по результатам работы профессорско преподавательского состава, аспирантов и студентов СевКавГТУ за 2003год. Том первый. Естественные и точные науки. Технические и прикладные науки. Ставрополь: СевКавГТУ, 2004, с. 115.

3.Рахнов O.E. «Исследование эффективности работы плоского солнечного коллектора». Материалы VI региональной научно-практической конференции «Вузовская наука: из настоящего в будущее» 21-24 апреля 2005г - Кисловодск: изд-во филиала СевКавГТУ в г. Кисловодске, 2005, с.166.

4.Рахнов O.E. «О перспективах использования коллекторов солнечной энергии (КСЭ) в московском регионе». Научно-технический журнал «Вестник МГСУ», №4,2007, с. 111.

5.Рахнов O.E. «Геоэкологическая эффективность от использования солнечной энергии». Сб. «IV-e Денисовские чтения» М.МГСУ. 2008 г., с.218

6.Рахнов O.E., Потапов А.Д., Волшаник В.В. «Повышение эффективности настенного плоского солнечного коллектора за счет отражательной способности конструкции здания». Научно-технический журнал «Вестник МГСУ», №4,2008, с. 144.

Лицензия ЛР № 020675 от 09.12.97 Московский государственный строительный университет

Подписано в печать 25.08.09. Формат 60x84/16 Печать офсетная Объём 1,5 п.л. Тираж 100 Заказ 453

Отпечатано в Типографии МГСУ. 129337, г. Москва, Ярославское шоссе, д. 26, корпус 8

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Рахнов, Олег Евгеньевич

Введение.

ОСНОВНЫЕ УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ.

1. ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ РАЗВИТИЯ СОВРЕМЕННОЙ ЭНЕРГЕТИКИ.

1.1. Энергетика и глобальная экосистема.

1.2. Геоэкологическая характеристика возобновляющихся и невозобновляющихся источников энергии.

1.3. Современное состояние и перспективы развития мировой энергетики. 30 Выводы по главе 1.

2. ТЕХНОЛОГИИ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ЭНЕРГИИ СОЛНЕЧНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ.:.

2.1. Краткая энергетическая характеристика солнечного излучения.

2.2. Технологии преобразования солнечной энергии.

2.3. Пути развития и современные тенденции в использовании солнечной энергии.

2.4. Основные конструкции современных коллекторов солнечной энергии и их эффективность.

Выводы по главе 2.

3. НАБЛЮДЕНИЯ И РАСЧЕТЫ СОЛНЕЧНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ.

3.1. Климатологические характеристики солнечного излучения.

3.2. Расчет потока солнечной энергии на наклонную поверхность.

3.3. Оптимизация угла наклона лучевоспринимающей поверхности.

3.4. Расчет потока солнечной энергии на нормальную к прямому излучению поверхность.

3.5. Фототермическое преобразование солнечной энергии.

3.6. Влияние условий эксплуатации на характеристики солнечных коллекторов.

3.7. Экономические характеристики солнечных коллекторов.

3.8. Социально-экономические потребности в солнечной энергии и экологический фактор.

3.9. Алгоритм расчета тепловой энергии от солнечной энергетической установки.

Выводы по главе 3.

4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ СОЛНЕЧНЫХ КОЛЛЕКТОРОВ.

4.1. Задачи и методика экспериментальных исследований плоских солнечных коллекторов. Программа исследования.

4.2. Экспериментальная установка для исследования.

4.3. Расчет показателей работы экспериментальной солнечной установки по результатам измерений.

4.4. Анализ показателей работы экспериментальной солнечной установки по результатам расчетов.

4.5. Расчет тепловой эффективности плоских солнечных коллекторов при их установке на стене здания; установка и выбор оптимального угла.

4.6. Оценка тепловой эффективности солнечного коллектора.

4.7. Оценка геоэкологической эффективности солнечных коллекторов.

4.8. Оценка экономической эффективности солнечных коллекторов.

Выводы по главе 4.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Экологическая эффективность локальных источников энергии"

Актуальность проблемы. Большая часть мировой энергетики (95%) базируется на сжигании органического и «сгорании» атомного топлива. Эти способы получения первичного тепла подвергаются жесткой и справедливой критике в связи с недопустимым их воздействием на окружающую* среду. Использование органического и атомного топлива'приводит к критическому антропогенному потеплению климата из-за выброса в атмосферу добавочного тепла, количество которого начинает составлять заметную долю от общей солнечной радиации, и загрязнению атмосферы парниковыми газами. Принятый международным' сообществом «Киотский. протокол» предполагал реальное ограничение развития промышленности передовых в техническом отношении стран, достигших разумных пределов в выбросах в атмосферу парниковых газов. Однако возникший в последний год мировой экономический кризис, если не остановит действие «Киотского протокола», то в значительной мере затормозит его развитие, что чревато дальнейшим усугублением экологической'обстановки.

Современная энергетика оказывает влияние на биосферу в целом и весьма значительно на геоэкологическую составляющую окружающей среды (на биотопы практически всех иерархических уровней): в планетарном масштабе на атмосферу, гидросферу, литосферу и локальном уровне: потреблением кислорода, выбросом газов, влаги, золы, тепла и т.д.; потреблением воды, созданием водохранилищ, сбросами загрязняющих и нагретых вод, жидких отходов и др.; изменениями почв и подстилающих грунтов, ландшафтов и их составляющих, потреблением ископаемых топлив, выбросами токсинов и т.д.

Но человечество не может существовать без использования ресурсов планеты, многие из которых, в частности, энергоносители, при нынешнем развитии техники и технологий по ряду прогнозов могут быть исчерпаны в исторически обозримой перспективе. Это, в свою очередь, окажет, без всяких сомнений, прямое негативное влияние на условия существования как будущих поколений; так и на дальнейшее функционирование биосферы как глобальной' экосистемы. Исчерпание природных ресурсов имеет общегуманитарный, аспект: нынешнее поколение не имеет права оставить будущих обитателей- без любого, даже малозначимого составляющего планеты. Ответственность перед будущим — это одна из главнейших общечеловеческих проблем.

Удельная мощность солнечного излучения, падающего на нашу планету, равна 1,37 кВт/м". С учетом размеров Земли суммарный поток энергии на нее имеет мощность 147-105 Вт или 187,27-1012 т условного топлива в год. По данным WEC (Мирового Энергетического Совета), общее потребление первичной энергии (нефть, газ, уголь, ядерная энергия и возобновляющиеся источники, включая» гидроэнергию) на рубеже XX и XXI вв. составляло 14970 млн. т.у.т. Следовательно, вся вырабатываемая и потребляемая человечеством энергия пока не превышает одной сотой доли процента того количества энергии, которой мы обязаны Солнцу.

Одним из самых актуальных направлений формирующейся во многих странах системы- экологической безопасности и безусловного ресурсосбережения является реализация программ по освоению нетрадиционных источников энергии. Солнечное излучение с энергетической и термодинамической точки зрения является высококачественным первичным источником энергии, допускающим принципиальную возможность ее преобразования в другие виды энергии (тепло-, электроэнергию и др.) с высоким коэффициентом полезного действия, включая обеспечение экологической безопасности нашей планеты и, в том числе, на фоне глобального потепления климата.

Использование солнечной энергии — это:

Исследование повышения эффективности устройств, преобразующих солнечную энергию в энергию, удобную для использования человеком, есть задача прежде всего экологическая, а уже потом техническая. Массовое использование солнечной энергии — пока из известных единственный максимально эффективный способ замещения в тепловом балансе планеты части энергии и компенсации негативных воздействий от использования органических и атомного энергоресурсов.

Цель диссертации — повышение экологической эффективности локального теплоснабжения путем повышения- эффективности плоского солнечного коллектора при его настенной установке за счет использования отражательной способности конструкций, здания.

Для достижения цели в работе решались следующие задачи: -анализ литературных: и фондовых источников по оценке основных тенденций развития мировой энергетики с.учетом:их глобальноготлиянияша общую экологическую обстановку;

-обоснование применения солнечных энергоприемников в системах комплексногодтеплоснабжения на геоэкологических принципах; -анализ разработанных и ¡используемых в. практике конструкций солнечных энергоприемников, их эффективности- и перспектив: использования* в хозяйстве;

-теоретическое обоснование и; разработка конструкции экспериментальной установки для? исследования повышения тепловой? эффективности плоских солнечных коллекторов» (ИСК), использующих отражательную способность; конструкций, здания при; его- настенной установке, получение экспериментальных» данных о »поглощаемой?тепловой энергии; V

-обработка и анализ полученных экспериментальных данных о поглощаемой тепловой энергии, разработка • рекомендаций по расчету тепловой эффективности плоских солнечных: коллекторов при их установке на стене здания;

-оценка геоэкологической; энергетической;: и экономической: эффективности установки солнечных энергоприемников на стенах зданий.

Методика выполнения исследований. Анализ литературы и фондовых источников, обобщение результатов отечественных и зарубежных исследований^ в области*: освоения различных способов преобразования и использования солнечной энергии в антропогенных экосистемах в рамках общих геоэкологических проблем, таких, как стабилизация биотопов и снижение негативного воздействия на них традиционных энергоустановок.

Экспериментальное исследование повышения эффективности плоского солнечного коллектора за счет отражательной способности конструкций здания при его настенной установке на разработанном лабораторном стенде.

Исследования проводились с помощью приборов, отвечающих действующим нормативным документам и стандартам РФ. Всего было проведено 36 натурных экспериментов, с последующим анализом результатов.

Научная новизна работы.

- экспериментально- подтверждено выдвинутое в работе предположение о повышении тепловой и геоэкологической эффективности ПСК при установке их на стене здания* за счет отражательной» способности конструкций самого здания;

- разработаны рекомендации- по повышению тепловой эффективности ПСК устанавливаемых на стенах зданий, за счет оптимизации угла наклона лучевоспринимающей поверхности к горизонту.

Основные положения, выносимые на защиту:

Практическая значимость диссертации.

ОСНОВНЫЕ УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

АЭС — атомная электростанция

ВИЭ - возобновляющиеся источники энергии

КПД — коэффициент полезного действия

КСЭ - коллектор солнечной энергии

МИРЭС (WEC) — мировой энергетический совет

СИ - солнечное излучение

СПП — селективно-поглощающее покрытие

СЭ - солнечная энергетика

СЭС - солнечная электростанция

ТЭС - тепловая электростанция

ФЭП — фотоэлектрический преобразователь

ЭДС — электродвижущая сила

IEA — международное энергетическое агенство

Заключение Диссертация по теме "Геоэкология", Рахнов, Олег Евгеньевич

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

1!. Структура современной? мировой энергетики, 87% которой основывается; на сжигании органического- и «сгорании» атомного топлива, подвергается' жесткой; и справедливой критике: в связи: с недопустимым ее воздействиемша окружающую среду.

Единственной альтернативой надвигающейся экологической' катастрофе: является достаточно быстрый и масштабный« переход на использование, экологически' более чистых возобновляющихся; первичных источников;;— гидроэнергии, энергии солнца, ветра и биомассы, утилизация которых не приводит к выбросу в атмосферу дополнительного тепла:.

2. Помимо экологической чистоты, возобновляющиеся первичные источники энергии характеризуются постоянством-- ресурсов на протяжении-; длительных периодов времени, в; отличие от ископаемых, топлив, запасы которых в обозримом будущем иссякнут, и по мере их истощения стоимость нефти и газа- будет быстро возрастать. Подобное не грозит производителям энергии; использующим, первичные возобновляющиеся^ источники. Для того чтобы использование возобновляющихся источников энергии вышло на требуемый уровень,, необходимо совершить революцию в представлениях об этих источниках, создать- в обществе предпосылки; к широкому внедрению соответствующих устройств, подготовить специалистов, которые, могли бы не только разработать такие устройства, но и правильно эксплуатировать их.

При; выборе стратегии развития мировой энергетики необходимо иметь в виду, что1 затраты на сегодняшние планомерные поиски путей; преодоления предстоящих, энергетических проблем окажутся неизмеримо меньшими- затрат на компенсацию последствий будущих экологических катастроф.

3. Солнечная энергия — самая безопасная с точки зрения экологии экосистемы Земли и местных экосистем и с экономической точки зрения; именно солнечная энергетика (СЭ) выглядит гораздо привлекательнее всех остальных альтернативных источников энергии. Солнечная энергия универсальна - кроме непосредственного использования в виде тепла (теплоснабжение, опреснение- воды, сушилки и пр.) существует множество способов ее использования. Энергию солнечного излучения можно преобразовывать в другие виды энергии, например, в электрическую (с помощью фотопреобразователей) или механическую * (солнечный парус, фотонный двигатель или с помощью обыкновенной паровой турбины). Наконец, ее можно аккумулировать с помощью растений- и фотосинтеза, как это и происходит в природе.

4. Основная задача в использовании солнечной энергии — повышение эффективности гелиосистем отопления и охлаждения зданий, что связано с применением более совершенного гелиотехнического оборудования1 в сочетании* с оптимальными архитектурно-техническими решениями, направленными." на сокращение тепловых потерь и соответствующее снижение потребности в энергии, а также на использование конструкций самого здания для улавливания солнечной энергии.

5. На сегодняшний день существует несколько методик для расчетов солнечной радиации, поступающей на наклонную поверхность, но все они основаны наг определении геометрического положения точки на наклонной, к земной поверхности, плоскости относительно солнечных лучей в данный момент времени. Все они достаточно громоздки, и их тяжело использовать для практических расчетов.

6. На основании анализа методик расчета поступающей солнечной энергии в 1 диссертационной^ работе разработан алгоритм расчета, отличающийся простотой, который можно рекомендовать для практических расчетов. Эффективность разработанного алгоритма подтверждена экспериментально.

7. В результате проведенной работы были выявлены зависимости тепловой эффективности коллектора от различных факторов; как зависимых, так и независимых от человека. В частности, зависимым явился угол наклона коллектора к горизонту и отражательные способности стены, а независимыми. — наружная температура воздуха, коэффициент ясности атмосферы и скорости ветра.

Факторы, влияющие на эффективность работы плоского солнечного коллектора (в порядке их значимости): о* угол наклона коллектора к горизонту; о* коэффициент отражения стены, на которой установлена лучевоспринимающая поверхность;, о* температура наружного воздуха; о* коэффициент ясности атмосферы; о* скорость ветра.

8. На этапе эксперимента рассмотрены независимые факторы, оказывающие влияние на КПД коллектора: коэффициент ясности'атмосферы и температура наружного воздуха. Последнюю- можно вывести из рассмотрения за счет уменьшения коэффициента теплопередачи ограждающей конструкции, но при условии, что применение того или иного теплоизоляционного материала и толщины его слоя должно быть обосновано в соответствующем технико-экономическом расчете. Коэффициент ясности оказывает менее заметное влияние, но пренебрегать им не следует. От коэффициента ясности напрямую зависит соотношение плотности рассеянной и прямой.солнечной радиации, поступающей на плоскость КСЭ.

9. Был выполнен перерасчет поступающей - энергии с учетом всех возможных влияющих факторов с помощью полученного в диссертации выражения после завершения эксперимента. Предложено уравнение для вычисления оптимального угла наклона поверхности, ориентированной на юг в любой точке северного полушария, в любой день года. Математически определен и подтвержден экспериментально оптимальный угол наклона коллектора к горизонту для условий исследования.

10. В результате работы обоснована экологическая и экономическая эффективность солнечных коллекторов как локальных источников энергии; оценена степень влияния конструкций здания на количество, поступающей на наклонную поверхность, солнечной1 энергии; разработаны рекомендации по интеграции плоских солнечных коллекторов, в системы комплексного теплоснабжения- зданий* с учетом полученных экспериментальных зависимостей.

11. Основная проблема в использовании солнечной энергии в нашей стране — отсутствие массового производства солнечных коллекторов, аккумуляторов солнечной,энергии и другого оборудования. Ключевой вопрос — разработка, оптимизация; конструирование и производство гелиоустановок, имеющих высокую эффективность при допустимых капиталовложениях.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. ПРОБЛЕМЫ РАЗВИТИЯ СОЛНЕЧНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ В РОССИИ

Все- причины, по кoтopыMí развитые страны активно работают в области использования солнечной энергии, распространяются и на Россию. Однако существует специфика, вызванная современным состоянием экономики и общества. Главная особенность состоит в том, что работы по СЭ в России, хорошо обеспеченной, традиционными энергоресурсами, пока' направлены на решение локальных социальных, проблем, развитие малого бизнеса, повышение качества жизни, населения. Ниже в порядке приоритетности приводятся направления- использования ВИЭ' по экономическим и социальным критериям-[14] 1

1(. Обеспечение энергоснабжения удаленных районов, не подключенных к сетям энергосистем. В районы Крайнего Севера, Дальнего

Востока и Сибири ежегодно завозится 6-8 млн.т жидкого топлива (дизельное топливо, мазут) и 20-25 млн.т твердого топлива (уголь).

В связи с увеличением транспортных расходов стоимость топлива повышается в 2 раза.и составляет, например, в Республике Тыва-, Республике Алтай и на Камчатке 350 долл/т у.т и более.

На завоз тратится более половины бюджета этих территорий. Нехватка топлива зачастую ставит под угрозу жизнь людей, и государство вынуждено решать вопрос завоза топлива1 с помощью Министерства чрезвычайных ситуаций. В этих районах проживает около 10 млн. человек.

2! Предотвращение или снижение ограничений потребителей, подключенных к сетям* энергосистем. Создание' конкурентной' средьь в, энергетике, прежде всеговдефицитных энергосистемах.

Частые ограничения потребителей со стороны.Федерального оптового рынка, энергии и мощности (ФОРЭМ), осуществляющиеся? якобы из-за неуплаты за-- электроэнергию- и топливо, плюс ограничения, "в связи с необходимостью экономии, энергоресурсов'' плюс перерывы в' энергоснабжении из-за аварийных отключений дезорганизуют жизнь городов и регионов, приносят ущерб; оцениваемый в миллиарды долларов.

По оценкам среднемноголетних потерь в сельском хозяйстве, а также в непрерывных производствах обрабатывающей промышленности, ущерб от недопоставки электроэнергии в 25-30 раз превышает стоимость недопоставленного количества энергии. Создание регулируемого рынка независимых энергопроизводителей, в этих районах позволит избежать потерь от недоотпуска энергии и снизить потери* в сетях.

Особенно актуально создание генерирующих мощностей на "концах" местных линий электропередач напряжением 6-10 кВ, имеющих большую ' протяженность. К таким линиям подключены многие потребители, и именно такие линии часто аварийно отключаются. Перерывы в энергоснабжении длятся многие часы, что усугубляет ущерб, понесенный потребителем и не компенсируемый энергоснабжающими организациями.

3. Развитие собственной промышленности. Постоянное увеличение в экспорте доли машин и оборудования, создание дополнительных рабочих мест, реализация имеющегося научно-технического потенциала России.

Уже сейчас такие возможности есть в торговле с развивающимися странами и странами Европы по некоторым видам оборудования (солнечные коллекторы, малые ветроустановки мощностью до 1 кВт, малые и микроГЭС, индивидуальные биогазовые установки).

4. Снижение экологической напряженности, существующей в ряде городов, к том числе в зонах отдыха за счет сокращения объемов вредных выбросов от энергетических установок.

Экологическая обстановка в связи с переходом с газа на уголь может еще более ухудшиться. Проверенное- средство' не допустить этого -применение тепловых насосов, солнечных приставок к котельным, солнечных коллекторов, ветроагрегатов, малых и микроГЭС.

5. Обеспечение энергетической безопасности некоторых регионов России, в том числе Камчатки, Чукотки, Приморья, Архангельской. областиги других, ситуация с энергоснабжением в которых не нуждается в комментариях.

Барьеры и препятствия на пути использования ВИЭ [14].

Законодательный* барьер. Отсутствие закона, отсутствие утвержденных государственных целей и приоритетов развития ВИЭ. Отсюда неясность перспективы Отсутствие нормативных подзаконных актов, обеспечивающих на практике свободный доступ независимых производителей к электрическим сетям энергосистем. Отсутствие государственных органов управления на федеральном уровне и научных центров.

Экономический барьер. Низкий платежеспособный спрос населения и организаций. Многие субъекты РФ - дотационные, нет экономических стимулов для вложения инвестиций (налоговые льготы, льготные кредиты), отсутствие утвержденной федеральной программы Отсутствие механизмов финансирования и возврата вложенных средств, недостаточный уровень экономических знаний организаций, принимающих решения.

Научно-технический барьер. Отсутствие по некоторым видам ВИЭ готовых систем энергоснабжения, низкий уровень стандартизации и сертификации оборудования, неразвитость инфраструктуры, отсутствие обслуживающего персонала, недостаточный объем научно-технических и технологических разработок, недостаточный, уровень технических знаний организаций, принимающих решения.

Наиболее преодолимый-барьер при наличии заказов на оборудование и, финансирования.

Психологический барьер. Россия богата энергоресурсами, привычка к централизованным поставкам, привычка энергетиков, к большим единичным мощностям.

Возникновение- дефицита топлива в- ряде субъектов Российской Федерации и систематические отключения электричества в энергосистемах, а также опыт использования ВИЭ за рубежом помогает преодолеть заблуждение, что нашей- богатой топливом стране не нужно заниматься использованием ВИЭ.

Информационный барьер. Слабая осведомленность населения, руководителей и-общественности о возможностях ВИЭ. Отсутствие широко поставленной пропаганды-по радио, телевидению и в печати возможностей и преимуществ ВИЭ, отсутствие сведений о- положительных примерах использования.

Также преодолимый^ барьер: необходимы средства на издание популярных брошюр; специальных выпусков научно-технических журналов и газет, организация выступлений по радио, телевидению и тд.

В' России- есть ресурсы- всех видов ВИЭ. Экономический потенциал ВИЭ составляет 270 млн. т у.т, то есть более 25% внутреннего энергопотребления. Имеются данные о распределении этого ресурса по всем федеральным округам. В каждом федеральном округе имеется по два-три вида ВИЭ, поэтому в России необходимо развивать все виды ВИЭ.

По всем видам оборудования, за исключением крупных ветроустановок (мощностью 100 кВт и более), имеются разработки на хорошем международном уровне. Есть производственная база, особенно на предприятиях ВПК, которая может быть развита при наличии заказов. Подробные данные о разработанном и выпускаемом оборудовании приведены в каталогах.

Вместе с тем следует отметить, что за последние годы произошел развал существовавших в СССР, научных центров и полигонов (солнечные полигоны в Геленджике и Крыму, Ашхабаде, Ереване, НПО "Ветроэн "и т.д.). Поэтому необходимо приступить к созданию центров и полигонов по возобновляемой энергетике в России.

Уже несколько лет ведется подготовка инженеров-специалистов по ВИЭ (Московский энергетический институт, МВТУ им. Н.Э. Баумана, МГУ, СПбГПУ, вузы Екатеринбурга, Новосибирска, Хабаровска). Действуют советы по присуждению кандидатских и докторских степеней. Однако практически отсутствуют кадры техников и рабочих для обслуживания установок.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата технических наук, Рахнов, Олег Евгеньевич, Москва

1. Автономов А.Б. Мировая энергетика: состояние, масштабы, перспективы, устойчивость развития, проблемы экологии, ценовая динамика топливно-энергетических ресурсов. «Электрические станции», 2000, №5.с.55.

2. Актинометрический ежегодник. ГГО им. А.И. Воейкова. Л.: Гидрометеоиздат, 1939, 1940, 1956, регулярный выпуск с 1961.

3. Актинометрический ежемесячник. ГГО им. А.И.Воейкова. (Регулярный выпуск с 1961 г.)

4. Алексеев В.В. Энергетическая политика и возобновляемые источники. М.: Изд. МГУ, вып. 37, 1992. с.47-62.

5. Алексеев В.В., Рустамов H.A., Чекарев К.В., Ковешников Л.А. Перспективы развития альтернативной энергетики и ее воздействие на окружающую среду. М.-Кацивели: изд. МГУ, HAH Украины, Морской гидрофизич. ин-т, 1999. 152 с.

6. Алексеев Г.Н. Развитие энергетики и прогресс человечества. М.: ИИЕТ РАН, 1997. 200 с.

7. Андреев В.М. Свет звезды. Экология и жизнь, №6, 2001, с.49-53.

8. Андреев В.М. Фотоэлектрическое преобразование солнечной энергии. Соросовский образовательный журнал, 1996, №7, с. 93-98.

9. Антропогенные изменения климата. Под ред. М.И. Будыко, Ю.А. Из-раэля. Л.: Гидрометеоиздат, 1987. 406 с.

10. Антуфьев В.М. Теплопередача и сопротивление конвективных поверхностей нагрева. М.: Наука, 1968. 86 с.

11. Афанасьев A.A. Воздействие энергетики на окружающую среду: Внешние издержки и проблемы принятия решений. Препринт № IBRAE-98-14. М.:Институт проблем безопасного развития атомной энергетики РАН, 1998.56 с.

12. Афанасьев A.A. Воздействие энергетики на окружающую среду: Методологические проблемы оценки экономического ущерба. Препринт № IBRAE-99-11. М.: Институт проблем безопасного развития атомной энергетики РАН, 1999. 49 с.

13. Басин Г.Л. Современное состояние и перспективы развития отопительной техники за рубежом. Сер. 10. М.:ВНИИЭСМ,1984. Вып. 3. 45 с.

14. Безруких П.П. Нетрадиционная возобновляемая энергетика -взгляд в будущее. «Нефтяное хозяйство». 2001, № 3.

15. Безруких П.П., Церерин, Ю.А.Нетрадиционная энергетика. Прил. к науч.-техн. журн. "Экономика топливно-энергетич. комплекса России". М.:ВНИИОЭНГ, 1993.64 с.

16. Бекаев Л.С., Марченко О.В., Пинегин С.П. и др. Мировая энергетика и переход к устойчивому развитию. Новосибирск: Наука, 2000.

17. Бекман У. и др. Расчет систем солнечного теплоснабжения: Пер.: с анг. /У. Бекман, С.Клейн, Дж.Даффи. М.: Энергоиздат, 1982, 80 с.

18. Беляев Ю.М. Концепция альтернативной экологически безопасной энергетики. Краснодар: "Сов. Кубань", 1998. 64 с.

19. Берковский Б.Ml, Козлов В.Б. Экология возобновляемых источников энергии: Обзорная информация. М., 1986.

20. Берковский Б.М., Кузьминов В.А. Возобновляемые источники энергии на службе человека. Под ред. А.Е. Шейндлина. М.: Наука, 1987. 127 с.

21. Берлянд Т. Г. Распределение солнечной радиации на континентах. Л.: Гидрометеоиздат, 1961.

22. Бестужев-Лада И.В. Альтернативная цивилизация. М.: «Владос», 1998.

23. Борщов Д.Я. Устройство и эксплуатация отопительных котельных малой мощности. М.: Стройиздат, 1982. 360 с.

24. Бринкворт Б.Дж. Солнечная энергия для человека. М.: «Мир», 1976.

25. Бушуев В.В., Голубев B.C., Клименко В.В., Тарко А.М Экоразвитие и эволюционный путь России в XXI век. М.: «Энергия», 2001.

26. Быков В.П., Кузнецов В.П. Концептуальные аспекты развития энергетики XXI века. Международный конгресс "Энергетика-3000": тезисы докладов. Обнинск: ИАТЭ, 2000.

27. Васильев Ю.С., Хрисанов Н.И. Экологические аспекты гидроэнергетики. Д.: Изд. ЛГУ, 1984. 247 с.

28. Васильев Ю.С., Хрисанов Н.И. Экология использования возобновляющихся энергоисточников. JL: Изд. ЛГУ, 1991. 343 с.

29. Виссарионов В.И., Дерюгина Г.В., Кривенкова СВ., Кузнецова В.А., Малинин Н.К. Расчет ресурсов солнечной энергетики. М.: Изд. МЭИ, 1998.60 с.

30. Виссарионов В.И., Золотов Л.А. Экологические ■ аспекты возобновляемых источников энергии. М.: Изд. МЭИ, 1996. 155 с.

31. Виссарионов В.И., Кузнецова В.А., Малинин Н.К., Дерюгина Г.В., Шван Д.Э. Расчет ресурсов ветровой энергетики. М.: Изд. МЭИ, 1997. 32 с.

32. Внутренние санитарно-технические устройства. В Зч. 4.1. Отопление. В.Н.Богословский, Б.А.Крупнов, А.Н.Сканави и др.; Под.ред. И.Г.Староверова и Ю.А.Шиллера. 4-е изд., перераб. и доп. М.: Стройиздат, 1990. 344 с. (Справочник проектировщика).

33. Волеваха Н.М., Волеваха В.А. Нетрадиционные источники энергии. Киев: Вища школа, 1988. 58 с.

34. Гальванические покрытия в машиностроении. Справочник. В 2-х томах. Под ред. М.А.Шлугера, Л.Д.Тока. М.: Машиностроение, 1985. Т.2. 1985. 248 с.

35. Гейвандов И.А., Стоянов Н.И., Бушнев Н.Г., Эдельштейн М.Д. Эффективность систем децентрализованного теплоснабжения в современных условиях // Научные школы и научные направления СевКавГТУ. Ставрополь: СевКавГТУ, 2001. - С.241-243.

36. Глобальная энергетическая проблема. И.И. Александрова, Н.М. Байков, A.A.i Бесчинский и др.: Отв. ред. И.Д. Иванов. М.: Мысль, 1985.239 с.

37. Голубев B.C. Антропогенные механизмы поддержания устойчивости и прогноз социоприродного развития. «Общественные науки и современность», 1997, № 4.

38. Грабб М., Вролик К., Брэк Д. Киотский протокол: Анализ и интерпретация. Пер. с англ. М.: Наука, 2001. 303 с.

39. Григораш О.В., Стрелков Ю.И. Нетрадиционные автономные источники электроэнергии. «Промышленная энергетика», 2001, № 4. с. 37.

40. Гринкевич Р. Тенденции мировой электроэнергетики. «Мировая экономика и международные отношения», №4, 2003, с. 15-24.

41. Грицина В.П. Развитие малой энергетики — естественный путь выхода из наступившего кризиса энергетики. «Промышленная энергетика», 2001, №8. с. 13.

42. Гусев Ю.Л. Основы проектирования котельных установок. М.: Изд. литературы по строительству, 1967. — 292 с.

43. Даффи Д. А., Бекман У. А. Тепловые процессы с использованием солнечной энергии. М.: «Мир», 1977. 429 с.

44. Денисенко Г.И. Возобновляемые источники энергии. Киев: Изд. КГУ, 1983. 165 с.

45. Дэвинс Д. Энергия. Пер. с англ. М.: Энергоатомиздат, 1985. 360 с.

46. Емельянов А. Нетрадиционная энергетика. «Экология и жизнь», №6, 2001, сс. 24-26.

47. Емельянов А. Солнечная альтернатива. «Экология и жизнь», №6, 2001, сс. 22-23.

48. Еремин JI.M. О роли локальных источников небольшой мощности на рынке электроэнергии. «Энергетик», 2003, № 3. сс. 22-24.

49. Ион Д.С. Мировые энергетические ресурсы. Под ред. A.C. Астахова. М.: «Недра», 1984. 368 с.

50. Иорданишвили Е.К. Термоэлектрические источники питания. М.: «Советское радио», 1968.

51. Иоффе А.Ф. Полупроводниковые термоэлементы. М., Издательство АН СССР, 1956.

52. Калашников Н.П. Альтернативные источники энергии. М.: О-во "Знание", 1987.46 с.

53. Кенисарин М.П., Ткаченкова Н.П., Шадеев А.И. Соотношение между диффузной и суммарной солнечной радиацией. Журнал «Гелиотехника», № 6, 1990.

54. Климатологический справочник СССР: Метеорологические данные за отдельные годы. Солнечная радиация и солнечный баланс. Л.: Гидрометеоиздат, 1964.

55. Клименко A.B., Клименко В.В. и др. Энергия, природа и климат. М.: Изд. МЭИ, 1997,215 с.

56. Клименко В.В. Энергетика и конец современного интергляциала. Доклады РАН, том 334, № 1, 1994. сс. 54-56.

57. Ковригина O.E. Интенсификация теплообмена в конвективных поверхностях нагрева отопительных котлов малой мощности. Дис. канд. техн. наук. Волгоград, 1991. 168 с.

58. Комфорт по доступной цене. «Индустрия», И, 1988.

59. Котлер В. Солнечная энергетика и проблемы экологии. АКВА-ТЕРМ, май №3 (19), 2004.

60. Кузнецов О.Л., Кузнецов П.Г., Большаков Б.Е. Система природа -общество — человек: Устойчивое развитие. Гос. научн. центр РФ

61. ВНИИгеосистем; Международный университет природы, общества и человека «Дубна», 2000. 403 с. s 61. Лаврус B.C. Источники энергии. М.: «Наука и техника», 1997.

62. Малышев Ю.Н. Уголь и альтернативная экологически чистая энергетика. Общеэкономические аспекты. М.: Изд. Академии горных наук, 2000. 96 с.

63. Методические указания по определению расходов' топлива, электроэнергии и воды на выработку теплоты отопительными котельными коммунальных теплоэнергетических предприятий. Изд.4-ое. М., 2002.

64. Мировая энергетика. Прогноз развития до 2020 г. Пер. с англ. Под ред. Ю.Н. Старшинова. М.: «Энергия», 1980. 255 с.

65. Моисеев H.H. Человек и ноосфера. М., 1990

66. Назаретян А. П. Психология предкризисного социального развития: исторический опыт и современность. «Психологический журнал», 2000, т.2 Г, № 1, сс. 39-49.

67. Наладка средств измерений и систем технологического контроля: Справочное пособие. А.С.Клюев, Л.М.Пин, Е.И.Коломиец, С.А.Клюев; Под ред. А.С.Клюева. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Энергоатомиздат, 1990. 400 с.

68. Нетрадиционные возобновляемые источники энергии. М.: "Энергосбережение", 1996:212 с.

69. Новые и возобновляемые источники энергии. Импакт. Наука и общество. № 4. Сб. статей из журн. "Impact of Science on Society" ЮНЕСКО, M.: «Прогресс», 1988.

70. Носов Ю.Р. Дебют оптоэлектроники. М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит. Б чка «Квант», вып. 84, 1992. 240 с.

71. Обрезков В.И. Введение в специальность: Возобновляемые нетрадиционные источники энергии. М.: Изд. МЭИ, 1987. 73 с.

72. Ортис Флорес Рамиро. Разработка и исследование методов оценки эффективности использования ресурсов возобновляемых источников энергии в экономике Республики Колумбии. Дис. . канд. техн. наук. М.: Моск. энергетич. ин-т (техн. ун-т), 2004. 148 с.

73. Охотин A.C., Ефремов A.A., Охотин B.C. Термоэлектрические генераторы. М., Атомиздат, 1971.

74. Парниковый эффект, изменение климата и экосистемы. Под ред. Б. Болина, Б.Р. Дееса, Дж. Ягера, Р. Уоррика. JL: Гидрометеоиздат, 1989. 558 с.

75. Пермяков Б.А. Перспективы развития мировой энергетики и проблемы экологии в начале третьего тысячелетия. "Ресурсосебережение и альтернативное топливо". Сб. трудов, Н1111 "Экология-Энергетика", МГСУ. М., 2001. сс. 2-6.

76. Пешнин А.Г. Экологическая , оценка экономической эффективности использования возобновляющихся источников энергии. Дис. канд. техн. наук. М.: Моск. гос. строит, ун-т, 2002. 227 с.

77. Пивоварова 3. И., Стадник В.В. Климатические характеристики солнечной радиации как источника энергии на территории СССР. Л.:Гидрометеоиздат, 1988. 292 с.

78. Потапов А.Д. Экология. М.: «Высшая школа», 2002. 446 с.

79. Приказ федеральной службы по тарифам (ФСТ России) оъ 1 августа 2006 года №166-Э/1 г. Москва: «О предельных уровнях тарифов на электрическую и тепловую энергию на 2007 год». «Российская газета» (федеральный выпуск) №4138 от 8 августа 2006.

80. Производственная технико химическая рецептура. Справочная книга для техников, химиков и кустарей. Под ред. проф: Калачева A.A. 3-е изд., испр. и доп. Гос. издат., Москва, Ленинград, 1931.

81. Протасов В.Ф., Матвеев A.C. Экология. Термины и понятия. Стандарты, сертификация. Нормативы и показатели. М.: Финансы и статистика, 2001.205 с.

82. Реймерс H. Экология (теория, законы, правила, принципы и гипотезы). М.: Журнал "Россия Молодая", 1994. 367 с.

83. Роддатис К.Ф. Котельные установки. М.: Энергия, 1977. 432 с.

84. Роддатис К.Ф., Соколовский Я.Б. Справочник по котельным установкам малой мощности. М.: «Энергия», 1975. — 386 с.

86. Сайт http:Wwww.kmz.kovrov.ru

87. Сайт http:Wwww.meteo.infospace.ru

88. Сараф Б.А. К расчету надежности водогрейных котлов малой мощности//«Промышленная энергетика». 1978. №8. сс. 11-13.

89. Системы солнечного тепло- и хладоснабжения. Под ред. Э. В. Сарнацкого, С. А. Чистовича. М.: Стройиздат, 1990.

90. Снытин С.Ю., Клименко В.В., Федоров М.В. Прогноз развития энергетики и эмиссии диоксида углерода в атмосферу на период до 2100 года. М.: Доклады Академии Наук, 1994, том 336, № 4. сс. 476480.

91. Соминский М.С. Солнечная электроэнергия. М., Наука, 1965.

92. Состояние и перспективы развития мировой энергетики. «Россия и современный мир», №4, 2001, сс. 231-238.

93. Строительные нормы и правила 11-34-76. Ч. II. Нормы проектирования, гл. 34. Горячее водоснабжение. М., 1976.

94. Тарнижевский Б. В. Определение показателей работы солнечных установок в зависимости от характеристик радиационного режима. «Теплоэнергетика», 1960. Вып.2. сс. 18-26.

95. Тарнижевский Б. В., Абуев И. М. Технический уровень и освоение производства плоских солнечных коллекторов в России. «Теплоэнергетика», 1997. №4. сс. 13-15.

96. Тарнижевский Б. В., Алексеев В. Б., Кабилов 3. А., Абуев И. М. Солнечные коллекторы и водонагревательные установки. «Теплоэнергетика», 1995. №6. сс. 48-51.

97. Твайделл Дж., Уэйр А. Возобновляемые источники энергии: Пер. с англ. М.: Энергоатомиздат, 1990. 392 с.

98. Технико-экономические характеристики ветроэнергетики (справочные материалы). В.И. Виссарионов, Г.В. Дерюгина, В.А. Кузнецова, В.Л. Лебедь, Н.К. Малинин. Под ред. В.И. Виссарионова. М.: изд. МЭИ, 1997. 132 с.

99. Трофимова Т.И. Курс физики. М.: «Высшая школа», 1998.

100. Турова Н.Я. Справочные таблицы по неорганической химии. Под ред. Н.С. Тамм Л.: «Химия», 1976.

101. Уманский С.П. Реальная фантастика. Предисл. В.В.Аксенова. М.: «Моск. рабочий», 1985. 240 с.

102. Фаренбрух А., Бьюб Р. Солнечные элементы: теория и эксперимент. М., Энергоатомиздат, 1987.

103. Федоров М.П., Заир-Бек И.А. Экологический подход к проектированию гидроэнергетических объектов. «Гидротехн. стр-во», 1998, № И. с. 33-36.

104. Фугенфиров М. И. Использование солнечной энергии в России. «Теплоэнергетика», 1997. №4. сс. 6-12.

105. Халлак Мохамед Фида. Оценка ресурсов возобновляемых источников энергии для электроэнергетики Сирии. Дис. . канд. техн. наук. М.: Моск. энергетич. ин-т (техн. ун-т), 1999. 140 с.

106. Харченко Н.В. Индивидуальные солнечные установки. М.: Энергоатомиздат, 1991. 208 с.

107. Хрисанов Н.И., Арефьев Н.В. Экологическое обоснование гидроэнергетического строительства. СПб.: Изд. СПбГТУ, 1992. 168 с.

108. Хрисанов Н.И., Атрашенок В.П. Методические подходы к оценке воздействия энергетических объектов на ландшафт. «Гидротехн. стр-во», 1993, №4. сс. 14-18.

109. Шпильрайн Э.Э. Нетрадиционные возобновляемые источники энергии. «Энергия, экономика, техника, экология», № 6, 1996.1 10. Экология, охрана природы и экологическая безопасность. Под ред. В.И. Данилова-Данильяна. М.: Изд. МНЭПУ, 1997, книга 1. 424 с.

110. Энергетика сегодня и завтра. Под ред. А.Ф. Дьякова. М.: Энергоатомиздат, 1990. 344 с.

111. Angstrom A. Solar and terrestrial radiation. Q.J. R. Met. Soc. 1924. Vol. 50. p. 121-125.

112. Atmosphere and climate (Атмосфера и климат). Washington. Institute of world resources, 1994-95.

113. Brown L., Flavin C, Pastel S. A World fit to live in (Мир, пригодный для проживания). UNESCO Courier, London, 1991. 28-31.

114. Chabot Bernard. Economic Analysis of Renewable Energy-Based Electrification: Excerpt from Rural Electrification Guidebook For Asia and the Pacific. UN-ESCAP, Bangkok, 1992.

115. Clean Energy And Development: Towards An Investment Framework Environmentally and Socially Sustainable Development Vice Presidency Infrastructure Vice Presidency The World Bank 5, 2006.

116. Climate change, transport and environmental policy: Empirical applications in a federal system (Изменение климата: Эмпирические

Информация о работе

Рахнов, Олег Евгеньевич
кандидата технических наук
Москва, 2009
ВАК 25.00.36

Диссертация

Экологическая эффективность локальных источников энергии - тема диссертации по наукам о земле, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы